光致效应
光致效应是指光电材料在光源照射下发生自身性质或特性改变的现象,主要分为光电效应和热电效应。而光电效应则分为光电导效应、光生伏特效应、光电子发射效应、光磁电效应以及光子牵引效应;热电效应分为热电偶效应、测辐射热计效应以及热释电效应。
基本信息
- 中文名
光致效应
- 外文名
optical effect
- 主要分类
光电效应、热电效应
- 应用
癌症靶向治疗
- 领域
光电材料特性
- 学科
光学
光电效应
当光照射到物体上使物体发射电子、或电导率发生变化、或产生光电动势等,这种因光照而引起物体电学特性的改变统称为光电效应。
光电效应分为两大类:
内光电效应,物质受到光照后所产生的光电子只在物质内部运动而不会逸出物质外部的现象,这种现象多发生于半导体内,内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。
外光电效应,物质受到光照后向外发射电子的现象,光电子发射效应就属于这一类,多发生于金属和金属氧化物。
光电导效应
光电导效应是指半导体受光照射后,其内部产生光生载流子,使半导体中载流子数显著增加而电阻减小的现象。分为本征光电导效应和非本征(杂质)光电导效应。对于非本征光电导效应,它是入射光辐射激发非本征半导体中杂质能级上的束缚态电子或空穴而产生光生载流子,使电导率发生变化。
光电导效应的弛豫现象
光电导效应的弛豫现象就是光辐射入射到本征或非本征半导体材料上,开始时随着时间的增加光生载流子逐渐增多,经过一定时间后,载流子浓度才逐渐趋于一稳定值。此后,若突然遮断入射的光辐射,光生载流子并不立即下降到照射前的水平,而是经过一定时间才趋于照射前的水平,这一现象就叫光电导效应的弛豫现象。
光生伏特效应
光生伏特效应是指光照射在半导体PN结或金属-半导体接触上时,会在PN结或金属-半导体接触的两侧产生光电动势的现象。发生在不同半导体形成的PN结、PIN结、金属和半导体的肖特基势垒以及异质势垒等。
光电子发射效应
在频率为u的光辐射作用下,处于真空或其他介质中的物质吸收光子能量后,其动能增加,在向表面运动的电子中有一部分电子能量较大,除在途中由于与晶格或其他电子碰撞而损失部分能量外,尚有足够的能量足以克服物质表面的逸出功WF,穿出表面进入真空或其他介质中,这一现象就叫光电子发射效应。具有光电子发射效应的材料叫光电子发射体。
光磁电效应
将半导体样品置于磁场中,磁场方向与光辐射方向和样品上两电极连线垂直,能量足够的光子垂直入射到半导体样品上,通过本征吸收而产生电子-空穴对。由于材料的吸收作用,光强随着进入材料的深度呈指数规律下降,所以在半导体样品内形成光生载流子浓度梯度,于是光生载流子将从浓度大的表面向浓度小的体内扩散,在扩散过程中光生载流子切割磁力线,由于带相反电荷的电子和空穴朝相同的方向运动以及磁场产生的洛仑兹力的作用,电子和空穴分别向样品的两端偏转,于是在样品两端产生累积电荷,从而建立起一个电场,由于这个电场是光和磁同时作用产生的,故称为光磁电效应。
光子牵引效应
由于光子具有动量,在半导体中传播的光子与材料中的自由载流子碰撞发生动量传递,载流子从光子那里获得动量,受到有效的推动。在开路条件下,半导体样品内将建立一个纵向电场以阻止载流子的运动,半导体样品两端便产生一个电压。这种现象就叫光子牵引效应。由于这一效应不涉及载流子的产生复合过程,所以响应速度快。
热电效应
物质的某些特性随着入射光辐射的加热作用所引起的温度变化而变化的现象,叫热电效应。包括温差电效应、测辐射热计效应、热释电效应等。